Виды обработки алюминия и классификация алюминиевых сплавов

Алюминиевые профили обладают многими преимуществами уже потому, что они изготовлены из алюминиевых сплавов. Кроме того, алюминиевые профили легко поддаются различным видам механической обработки. Обычно инструменты для обработки алюминиевых сплавов более дешевые, чем, например, для стали, а скорость обработки алюминия выше, чем стали и многих других материалов.

Важным свойством алюминиевых профилей является то, что они могут иметь сложные поперечные сечения для выполнения самых различных функций. Поэтому они требуют только минимальной обработки и тем самым дают экономию на механической обработке по сравнению с другими материалами.

Механическую обработку алюминиевых профилей выполняют как до, так и после нанесения на них защитно-декоративных покрытий. Это зависит от технических требований, которые предъявляются к готовым изделиям или деталям.

Защитное анодирование с толщиной анодного покрытия 3-5 микрометров является хорошим способом для предотвращения повреждения профилей во время их механической обработки.

Пильная резка

Под резкой обычно понимают резку пилой, то есть пильную резку (рисунок 1). Резка алюминиевых сплавов может производиться с более высокими скоростями, чем резка стали. Большинство алюминиевых сплавов позволяют значительно более высокие скорости реза. Поэтому в большинстве случаев именно пильная резка алюминия является экономичной и оптимальной.

Рисунок 1 – Пильная резка алюминиевого профиля [2]

Внешний вид реза и наличие заусенцев зависит от применяемого алюминиевого сплава, его состояния, размеров и формы зубьев пилы, количества оборотов пильного диска в минуту, количества зубьев, диаметра пильного диска и скорости подачи пилы. Количество зубьев пилы должно быть достаточно большим, чтобы обеспечивать чистый рез. При пильной резке алюминиевых профилей обычно всегда применяют специальные смазочные эмульсии.

Основные параметры резки алюминия [1]:

• Диаметр пильного диска: 300-650 мм;
• Толщина пильного диска: 2,0-4,2 мм;
• Скорость вращения: 1500-2800 оборотов в минуту;
• Скорость подачи.

Общие сведения

Особенностью всех типов металлов можно называть их характеристику входить в реакцию с Н2О, а еще окружающей средой. Различием для всех видов металлом считается лишь интенсивность этого вида процесса. Например, у благородных металлов наподобие золота скорость этой реакции не будет очень быстрой, а вот железо, и алюминий в том числе, будут реагировать на воздействия этого характера крайне быстро. Можно выделить пару факторов, которые оказывают непосредственное воздействие на интенсивность протекания коррозионного процесса. Одним из них можно называть уровень агрессивности окружающей среды, а также химическую или металлургическую структуру. Атмосфере, которая окружает нас, всегда характерен установленный уровень влаги. Помимо этого, ей будет характерен отдельный уровень отходов и загрязнений.

Если учитывать, что атмосферные характеристики часто определяются по региону, а также уровнем индустриализации, на данный момент можно отметить:

• 

• Области около моря (средний уровень загрязненности, а также высокий уровень влаги).
• Городская местность (степень влажности средняя, а также уровень продуктов распадов топлива жидкого типа, окислов углерода и серы тоже средний).
• Индустриальные и промышленные зоны (большое количестве окислов углерода, кислот и серы, а еще средний уровень влаги).

Для большого количества случаев, кислоты неорганического типа, даже при малой концентрации способы растворять алюминий. И даже пленка натурального происхождения оксида алюминия не способа стать достаточной защитой от появления коррозионных процессов. Самыми мощными растворителями можно называть калий, фтор и натрий. Более того, алюминию характерна достаточно низкий уровень сопротивляемости к соединению брома и хрома. Достаточно агрессивные к разным сплавам алюминиевых металлов будут цементные и известковые растворы.

Можно выделить несколько видов коррозионных алюминий и его сплавов:

1. Поверхностная. Такой тип разрушений встречается чаще всего и является менее вредоносным, чем остальные. Его лучше поменять на поверхности. Это дает возможность применят предохранительные средства, а поверхностные разрушения крайне часто встречаются на анодированном профиле для строительства.
2. Локальная. Эти виды разрушений проявляется в виде форм, пятен и углублений. Такая разновидность коррозии бывает междукристаллического и поверхностного типа. Разрушения этого характера являются крайне опасными, по причине того, что их весьма сложно обнаружить. Такой тип коррозии крайне часто разрушают именно труднодоступные части узлов и конструкций.
3. Филигранная или нитеподобная. Этот тип разрушений алюминия часто появляются под покрытием органических видов, а еще на граничных обрабатываемых поверхностях. Коррозия нитеподобного типа появляется в ослабленных местах повреждения покрытия органического вида или краях отверстий.

Достаточно часто, естественных антикоррозийных способностей сплавов и самого алюминия для защиты от разрушений бывает крайне недостаточно. А вот длительный эксплуатационный период изделий из таких металлов, и в обязательно порядке требуется применять дополнительные способы защиты.

К самым популярным методами протекции металлов от коррозии можно относить:

• Анодированное окисление (исследования специалистов из Германии показывают, что такой тип защиты применяется на 15% от основного количества производства строительных профилей в мире).
• Покрытие поверхности металла составами порошкового типа.
• Защита от контактирования с остальными металлами.

Фрезерование

При фрезеровании алюминия применяют более высокую подачу, чем при фрезеровании стали. Поэтому фрезы для алюминия должны иметь более широкие пазы для удаления стружки. Как и для других видов обработки резанием, для алюминия применяют высокие скорости резания (рисунок 2).

Рисунок 2 – Фрезерование алюминиевой детали [2]

Если требуется высокое качество фрезерованной алюминиевой поверхности, то фрезерное оборудование должно быть достаточно мощным и прочным, чтобы быть способным обеспечивать стабильную подачу инструмента и материала.

Сверление

Как и другие виды машинной обработки, сверление алюминия производят на высоких скоростях. При работе с обычными сверлами их необходимо затачивать так, чтобы снизить требуемое давление на материал и достигать лучшего результата сверления (рисунок 3).

Рисунок 3 – Сверление алюминия [2]

Специальные сверла для алюминия применяют только для глубоких отверстий или мягких сплавов. Сверла для обработки прессованных алюминиевых профилей имеют угол заточки 130º, угол винтовой канавки 40º, а также специальные пазы для лучшего удаления стружки [1, 2].

Токарная обработка

Токарная обработка может применяться к круглым трубам или пруткам (рисунок 4). Алюминий может подвергаться токарной обработке стандартными или специальными резцами и обычно с большой скоростью вращения детали. Поэтому особое внимание уделяют тому, чтобы исключить вибрацию обрабатываемой детали. При установке детали в токарном станке применяют специальные подкладки, чтобы предотвратить образование на детали вмятин и других повреждений.

Рисунок 4 – Токарная обработка алюминиевой трубы [2]

Хорошая токарная обработка получается, если алюминиевый сплав дает короткую стружку. Поэтому обычно этим методом обрабатывают алюминиевые сплавы в упрочненном состоянии. Если металл находится в мягком состоянии, то это может приводить к его налипанию на резец, длинной стружке, скапливанию стружки, чрезмерным заусенцам и трудностям в обеспечении точности размеров.

Для охлаждения режущего инструмента и удаления стружки применяют охлаждающие жидкости на основе минеральных масел или водных эмульсий.

Как избавиться от нагара

Раз уж так вышло, и нагар всё-таки появился на стенках алюминиевой кастрюли, не откладывайте её помывку в долгий ящик: не отмоете вовсе. Беритесь за дело сразу!

Вот несколько способов, которые помогут вернуть посуде прежний блеск:

1. Замачивание в мыльном растворе. Способ подходит для относительно лёгкого нагара и в случае вашей быстрой реакции на него. Обычно после замачивания достаточно минимальных усилий, чтобы избавить стенки кастрюли от чёрного цвета: достаточно протереть их жёсткой губкой. Если не помогает, то переходим к следующему способу.
2. Помывка с содой. Традиционный лёгкий способ избавиться от чёрного налёта на стенках алюминиевой посуды. Обычно достаточно некоторое время потереть посудину жёсткой губкой с содой, чтобы нагар начал отходить. Если этого не случилось, прокипятите посуду в большой ёмкости (тазик или ведро), добавив в воду стакан соды.
3. За неимением соды вы можете прибегнуть к помощи обычной поваренной соли. Если загрязнение внутри – прокипятить сильный соляной раствор до тех пор, пока нагар не начнёт «слезать» со стенок. Если снаружи – прокипятить кастрюлю в глубокой ёмкости с добавлением большого количества соли.
4. Лимонная кислота, используемая для консервации овощей, поможет и в очистке нагара с посуды. Для этого вскипятите в кастрюле такое количество воды, чтобы оно закрывало «черноту», добавьте в него 2 столовых ложки лимонки и прокипятите в течение 10-15 минут. После этого помойте посуду под проточной водой с помощью специального средства.
5. 9-% уксус. Им заливают посуду с нагаром и выдерживают в течение 2-3 часов, после чего моют кастрюлю жёсткой губкой под проточной водой.

Хозяйственное мыло 72%. Добавляется в определённых пропорциях в вышеуказанные средства для улучшения эффекта:

• в соду – ½ куска;
• в уксус – ½ куска;

Сочетается также с клеем ПВА в соотношении: 1/3 куска мыла (натереть в стружку) и 1 столовая ложка клея на 4 литра воды. Полученный раствор прокипятить.

Специальные химические очищающие средства. Например:

• Шуманит – довольно агрессивный раствор, но очень эффективный;
• Чистер – тоже агрессивный, но не настолько эффективный. Преимущество – дешёвый;
• Amway – по эффективности уступает Шуманиту, но не такой агрессивный по чистящим свойствам.

Использовать эти средства следует строго по инструкции во избежание неприятных последствий!

Чтобы не сталкиваться с неприятным нагаром, старайтесь не отвлекаться во время готовки в алюминиевой посуде. И, конечно же, не готовьте в ней что-то, что непременно оставит внутри свой след. Но если нагар появился – не расстраивайтесь и сразу беритесь за очистку кастрюли, тогда посуда прослужит вам очень долго!

Нарезка резьбы на алюминии

Внутренние и наружные резьбы на алюминиевых деталях выполняют всеми обычными методами механической обработки, а также методом накатки с пластической деформацией материала (рисунок 5). Лучше всего резьба получается на термически упрочняемых алюминиевых сплавах. До диаметра 6 мм применяют обычные метчики для стали, а для больших диаметров применяют специальные метчики для алюминия. Метчики для алюминия имеют увеличенные канавки для удаления стружки.

Для выполнения наружной резьбы обычно применяют обычные плашки, а также методы пластической накатки без образования стружки.

Рисунок 5 – Нарезка резьбы в алюминии [2]

Особенности чистки от подсолнечного масла

Вязкая жидкость — липидная смесь, не взаимодействующая с водой. Поэтому для удаления используются другие методы и средства. Подбираются такие вещества, которые смогут проникнуть внутрь молекул жира и удалить их с поверхности.

Горчица

Используется продукт в виде порошка. Сыпучая смесь разводится горячей водой. Пропорция следующая — на 1 л воды берется 2 ст. л. горчичного порошка. Ингредиенты смешиваются, чтобы не было комочков, и жидкость заливается в бутыль до самого горлышка. Через 2-2,5 часа жидкость сливается, а тара полощется чистой водой. Повторная процедура чистки улучшит эффект.

Мука

Сыпучая смесь используется из-за способности поглощать различную жидкость. Бутыль полностью заполняется водой, после чего добавляется мука. В результате должна получиться белая жидкость. Тара переворачивается кверху дном так, чтобы грязные места были покрыты раствором. Через время в сосуд добавляется горсть риса. После взбалтывания бутыль освобождается от содержимого. После мытья сосуда водой с добавлением моющего средства проводится полоскание.

Кипячение

Способ выручает в случае, если накопилось много грязных емкостей, а времени на чистку не хватает. Большая кастрюля заполняется грязными сосудами и заливается водой до самого верха. К воде добавляется небольшое количество моющего средства.

Кастрюля с тарой помещается на плиту на средний огонь. Кипячение должно проводиться в течение 25-35 минут. После выключения плиты содержимое кастрюли оставляют, чтобы оно остыло. Тара достается и моется чистой водой. Желательно вместо моющего средства брать кусок хозяйственного мыла.